有機(jī)半導(dǎo)體材料和器件課程教學(xué)大綱

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1、《有機(jī)半導(dǎo)體材料與器件》課程教學(xué)大綱一、課程說明（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學(xué)分；課程名稱：（中文）有機(jī)半導(dǎo)體材料與器件；（英文）Organicsemiconductormaterialsanddevices所屬專業(yè)：物理學(xué)專業(yè)、微電子科學(xué)與工程專業(yè)及光信息科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)課程性質(zhì)：專業(yè)選修課程學(xué)分：3課時(shí)：54課時(shí)（二）課程簡(jiǎn)介、目標(biāo)與任務(wù)；《有機(jī)半導(dǎo)體材料與器件》是一門新興交叉和前沿學(xué)科，是將電子科學(xué)與有機(jī)材料科學(xué)緊密結(jié)合在一起的一門尖端學(xué)科。它憑借著有機(jī)光電材料及半導(dǎo)體材料獨(dú)特的分子特性、軟物

2、質(zhì)行為和超分子結(jié)構(gòu)，已成為繼真空電子、固體電子、光電子之后的國(guó)際研究熱點(diǎn)。當(dāng)前有機(jī)半導(dǎo)體材料與器件研究已經(jīng)從基礎(chǔ)研究走向產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，并滲透到許多領(lǐng)域而迅猛發(fā)展，為人類文明與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步做出日益突出的貢獻(xiàn)。本課程研究有機(jī)半導(dǎo)體材料及其光電子器件，講解光電信息技術(shù)領(lǐng)域中有機(jī)半導(dǎo)體材料與器件所涉及的相關(guān)原理、技術(shù)及應(yīng)用，是一門發(fā)展極為迅速、實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科。學(xué)習(xí)本課程的目標(biāo)是掌握有機(jī)材料及器件的基本理論、器件原理，了解該領(lǐng)域的最新成就和應(yīng)用前景，進(jìn)一步拓寬專業(yè)口徑，擴(kuò)大知識(shí)面，為學(xué)生將來進(jìn)入有機(jī)電子、信息科

3、學(xué)領(lǐng)域打下基礎(chǔ)。課程根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)，重點(diǎn)掌握目前有機(jī)光電功能材料與器件基本工作原理及其技術(shù)、了解和掌握最新國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，使學(xué)生獲得對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體光、電子器件分析和設(shè)計(jì)的基本能力，掌握分析和解決實(shí)際問題的方法與途徑，重視理論與實(shí)踐的結(jié)合，以便為進(jìn)一步開展有機(jī)光、電子相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。6（三）先修課程要求，與先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接；本課程涵蓋多學(xué)科領(lǐng)域，其中主要的學(xué)科是半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體材料學(xué)，同時(shí)還需要具備有機(jī)化學(xué)和半導(dǎo)體器件的基本知識(shí)，并且還要應(yīng)用半導(dǎo)體平面工藝技術(shù)等，因此本課程需要先

4、修的課程包括：半導(dǎo)體物理、有機(jī)化學(xué)、半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體器件及半導(dǎo)體工藝等。（四）教材與主要參考書。教材：《分子材料與薄膜器件》，賀慶國(guó)、胡文平、白鳳蓮等編，化學(xué)工業(yè)出版社，2010主要參考書：1.黃春輝等，《光電功能超薄膜》，北京大學(xué)出版社2.朱道本等，《有機(jī)固體》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社3.黃春輝等，《有機(jī)電致發(fā)光材料與器件導(dǎo)論》，復(fù)旦大學(xué)出版社4.M.Pope,ClarendonPress，　《Electronicprocessesinorganiccrystals》，Oxford5.JosephShina

5、r,　《Organiclightemittingdevices》,Springer6.馬丁.波普，《有機(jī)晶體中的電子過程》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社7.高觀志等，《固體中的電輸運(yùn)》，科學(xué)出版社8.黃維等，《有機(jī)電子學(xué)》，科學(xué)出版社二、課程內(nèi)容與安排課程簡(jiǎn)介（緒論）第一章有機(jī)材料與電子學(xué)§1.1有機(jī)材料概念及發(fā)展簡(jiǎn)史§1.2電子學(xué)與有機(jī)材料§1.3有機(jī)半導(dǎo)體與無機(jī)半導(dǎo)體比較§1.4有機(jī)光電材料中的電子過程及相關(guān)性質(zhì)6§1.5有機(jī)電子學(xué)及其應(yīng)用§1.5.1有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Organicfieldeffecttran

6、sistor，OFET）§1.5.2有機(jī)太陽(yáng)能電池（Organicphotovoltaiccells，OPV）§1.5.3有機(jī)電致發(fā)光器件（Organicelectroluminescencedevices，OELD）§1.5.4有機(jī)傳感器和存儲(chǔ)器（Organicsensor，OS；Organicmemory，OM）第二章有機(jī)材料中的電子結(jié)構(gòu)§2.1有機(jī)分子內(nèi)成鍵及相關(guān)概念§2.1.1固體物質(zhì)的成鍵方式§2.1.2原子的電子軌道和電子云§2.1.3原子之間的雜化軌道§2.1.4σ鍵與π鍵，單鍵、雙鍵與三鍵，

7、飽和鍵與不飽和鍵§2.1.5價(jià)電子、σ電子、π電子和n電子§2.1.6典型實(shí)例：化學(xué)成鍵與材料性質(zhì)§2.2有機(jī)材料的電子結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論簡(jiǎn)介§2.2.1分子軌道理論（molecularorbitaltheory，MO理論）§2.2.2配位場(chǎng)理論§2.2.3能帶理論§2.3有機(jī)材料中電子能級(jí)第三章有機(jī)材料分子間作用力及其晶體堆積方式§3.1分子作用力§3.2有機(jī)分子晶體結(jié)構(gòu)第四章有機(jī)材料中與光、能量相關(guān)的概念及電子過程§4.1分子內(nèi)光激發(fā)態(tài)及其衰變過程§4.2聚集分子中的激發(fā)態(tài)及衰變特點(diǎn)（指晶體、固體時(shí)的特點(diǎn)）

8、6第五章光躍遷規(guī)律§5.1光躍遷本質(zhì)§5.2光躍遷選擇法則§5.3Franck-Condon原理（Franck-CondonPrinciple）§5.4Einstein方程：激發(fā)過程與輻射過程之間的關(guān)系§5.5光吸收強(qiáng)度分布§5.6光的發(fā)射效率及激發(fā)態(tài)壽命§5.7物質(zhì)的發(fā)光§5.7.1發(fā)光物質(zhì)／體系§5.7.2有機(jī)發(fā)光材料第六章激子§6.1激子的產(chǎn)生§6.2激子的分類§6.3激子輸運(yùn)——能量傳遞／轉(zhuǎn)移§6.4激子